练习册

  • 练习册
  • 试题
    精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
    1．如图1，用“碰撞实验器“可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系．

    （1）实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的．但是，可以通过仅测量C  （填选项前的符号），间接地解决这个问题．
    A．小球开始释放高度h
    B．小球抛出点距地面的高度H
    C．小球做平抛运动的射程
    （2）图2中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影．实验时，先让入射球ml多次从斜轨上S位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程OP．然后，把被碰小球m2静置于轨道的水平部分，再将入射球ml从斜轨上S位置静止释放，与小球m2相碰，并多次重复．接下来要完成的必要步骤是ADE．（填选项前的符号）
    A．用天平测量两个小球的质量ml、m2
    B．测量小球m1开始释放高度h
    C．测量抛出点距地面的高度H
    D．分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、N
    E．测量平抛射程OM，ON
    （3）若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为m1•OM+m2•ON=m1•OP （用（2）中测量的量表示）；
    （4）经测定，m1=45.0g，m2=7.5g，小球落地点的平均位置距O点的距离如图3所示．碰撞前m1的动量为p1，碰撞结束后m和m2的动量分别为p'1和p'2，则碰撞前后系统总动量的比值$\frac{p_1}{{{p_1}^′+{p_2}^′}}$为1.01（结果保留3位有效数字）；实验结果表明在误差允许的范围内，动量守恒．

    分析 验证动量守恒定律实验中，质量可测而瞬时速度较难．因此采用了落地高度不变的情况下，水平射程来反映平抛的初速度大小，所以仅测量小球抛出的水平射程来间接测出速度．过程中小球释放高度不需要，小球抛出高度也不要求．最后可通过质量与水平射程乘积来验证动量是否守恒．

    解答 解：①验证动量守恒定律实验中，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的，但是通过落地高度不变情况下水平射程来体现速度．故选C．
    ②实验时，先让入射球ml多次从斜轨上S位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程OP．然后，把被碰小球m2静置于轨道的水平部分，再将入射球ml从斜轨上S位置静止释放，与小球m2相碰，并多次重复．测量平均落点的位置，找到平抛运动的水平位移，因此步骤中D、E是必须的，而且D要在E之前．至于用天平秤质量先后均可以．所以答案是ADE．
    ③设落地时间为t，则v0=$\frac{OP}{t}$，v1=$\frac{OM}{t}$，v2=$\frac{ON}{t}$；
    而动量守恒的表达式是：m1v0=m1v1+m2v2，
    动能守恒的表达式是 $\frac{1}{2}$mv02=$\frac{1}{2}$m1v12+$\frac{1}{2}$m2v22，
    所以若两球相碰前后的动量守恒，则m1•OM+m2•ON=m1•OP成立，
    若碰撞是弹性碰撞，动能是守恒的，则有m1•OM2+m2•ON2=m1•OP2成立；
    ④若碰撞是弹性碰撞，动能是守恒的，则有${m}_{1}•{OM}^{2}+{m}_{2}•{ON}^{2}={m}_{1}•{OP}^{2}$成立
    碰撞前后m1动量之比：$\frac{{P}_{1}}{{P}_{1}^{′}}$=$\frac{OP}{OM}$=$\frac{44.8}{35.2}$=$\frac{14}{11}$
    $\frac{{P}_{1}^{′}}{{P}_{2}^{′}}$=$\frac{{m}_{1}•\;OM}{{m}_{2}•\;ON}$=$\frac{45.0×35.2}{7.5×55.68}=\frac{11}{2.9}$
    $\frac{{P}_{1}}{{P}_{1}^{′}+{P}_{2}^{′}}$=$\frac{{m}_{1}•\;OP}{{m}_{1}•OM+\;{m}_{2}•\;ON}=\frac{45×44.8}{45×35.2+7.5×55.08}$=1.01
     故答案为：①C； ②ADE；③m1•OM+m2•ON=m1OP，m1•OM2+m2•ON2=m1OP2；④1.01；在误差允许的范围内，动量守恒．

    点评 验证动量守恒定律中，要注意明确实验原理，学会实验方法；学会在相同高度下，水平射程来间接测出速度，并能推导相应的动量守恒表达式．

    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
    高一 高一免费课程推荐！ 初一 初一免费课程推荐！
    高二 高二免费课程推荐！ 初二 初二免费课程推荐！
    高三 高三免费课程推荐！ 初三 初三免费课程推荐！
    相关习题

    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    11．如图所示，光滑的水平桌面上放着两个完全相同的金属环a和b，当一条形磁铁的S极竖直向下迅速靠近两环中间时，则（　　）
    A．a、b均静止不动B．a、b互相靠近C．a、b互相远离D．a、b均向上跳起

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    12．一只重为G的蜗牛沿着藤蔓缓慢爬行，如图所示．若藤蔓的倾角为α，则蜗牛对藤蔓的作用力大小和方向分别为（　　）
    A．G，竖直向下B．Gcosα，垂直斜面向下
    C．Gtanα，垂直斜面向下D．Gsinα，沿斜面向下

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    9．如图所示，两根很长的光滑金属导轨，相距为l=0.5m，放在一水平面内，其左端接一电容为C=1×10-6F的电容器，电阻R1=2Ω，R2=1Ω，金属棒ab电阻r=1Ω，与导轨垂直放置，且接触良好，整个装置放在磁感应强度B=1.0T，方向垂直水平面向下的匀强磁场中．现用一个大小为F=1.25N的水平恒力拉棒，使它沿垂直于棒的方向向右运动，不计导轨的电阻，求：
    （1）在金属棒运动中，棒能达到的最大速度？
    （2）当棒的速度达到最大时，突然将金属棒停下来，问停下那一时刻金属棒所受的安培力？

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    16．在如图所示的电路中，理想变压器的原线圈加一个固定的交流电压，那么下列情况正确的是（　　）
    A．当滑动头P上移时，电压表V读数变大
    B．在滑动头P上移时，电流表A1读数变大
    C．当滑动头P上移时，灯泡L变亮
    D．若闭合开关S，则电流表A1读数变大，而A2读数不变

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：填空题

    6．在研究平抛运动的实验中，为了正确描绘出小球平抛运动的轨迹，在调节与固定弧形斜槽时，应注意使斜槽末端切线水平；实验时，每次都应注意使小球从斜槽上同一高度由静止滚下．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    13．A球从距地面高h=15m处一点水平抛出，初速度大小为v0=10m/s．空气阻力不计，重力加速度g取l0m/s2．求：
    （1）A球经多长时间落地；
    （2）A球落地的速度的大小和方向．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    10．下列说法错误的是（　　）
    A．曲线运动一定有加速度
    B．平抛运动是一种匀变速曲线运动
    C．物体受到的合外力是恒力时不会做曲线运动
    D．匀速圆周运动是一种变加速曲线运动

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    11．一汽车在平直的路面上以20m/s的速度做匀速直线运动，突遇紧急情况而刹车做匀减速运动，其刹车加速度大小为5m/s2，则刹车之后5s内的位移x及5s末的速度v（　　）
    A．x=40mB．x=38.5mC．v=0D．v=5m/s

    查看答案和解析>>

    同步练习册答案